¡Buenas, ciberbiólogos! Bienvenidos a un nuevo post lleno de curiosidades y cosas por descubrir del mundo de la biología. El tema que vengo hoy a tratar es el de LOS GLÚCIDOS.
Te estarás preguntando, ¿qué son? ¿cómo son? ¿cuál es su composición?
Los glúcidos son un tipo de biomolécula orgánica compuesta por carbono, hidrógeno y oxígeno; en ocasiones por nitrógeno, fósforo y azufre, que tiene la fórmula empírica CnH2nOn y que su función principal es la de aportar energía a los seres vivos; es nuestro principal nutriente. Esta biomolécula orgánica tiene, como podemos observar en la foto, una clasificación. Su clasificación es:
Osas: grupo formado por los glúcidos más simples, los monosacáridos.
Osidos: la unión de los monosacáridos da lugar a este grupo con moléculas más complejas. Encontramos una subclasificación que se divide en:
Holósidos: formados únicamente por glúcidos, se dividen en oligosacáridos (formados por entre 2 a 10 monosacáridos, destacamos los disacáridos dentro de este grupo) y polisacáridos (formados por más de 10 monosacáridos)
Heterósidos: buscan la diversidad uniéndose a otras moléculas orgánicas como lípidos o proteínas.
Centrándonos en el grupo de las osas, los monosacáridos están compuestos por entre tres y siete átomos de carbono y dependiendo de el grupo funcional que contienen son clasificados en aldosas (si el grupo aldehído se encuentra en el carbono uno y el resto de carbonos están unidos a grupos OH) o cetosas (si el grupo cetona se sitúa en el carbono número dos y el resto de carbonos están unidos a un grupo OH). Los monosacáridos tienen una serie de propiedades físicas: son sólidos cristalinos, dulces, solubles en agua y son de colores blancos. También contienen una serie de propiedades químicas: son capaces de unirse a grupos aminos y a muchos otros grupos al igual que a otros monosacáridos, y tienen poder reductor, es decir, tienen la capacidad de oxidarse. Esta propiedad se utiliza en el laboratorio para saber de su presencia o concentración en una disolución, y para ello, se usa el Reactivo de Fehling, disolución de sulfato de cobre en agua de color azul. Cuando el grupo aldehído o cetona se oxida, pasa a ser ácido y los electrones que desprenden son cogidos por el sulfato cúprico, que queda de esta manera reducido convirtiéndose en óxido cuproso. Si la reacción a los pocos segundos cambia a color rojo ladrillo, quiere decir que hay presencia de glúcidos.
Otra de las características propias de los monosacáridos es la isomería. La isomería es la coincidencia entre dos compuestos en su fórmula molecular pero la diferencia de representación de esta en el espacio. Hay isómeros de función, que tienen misma fórmula molecular pero diferente grupo funcional, como son los aldehídos y la cetonas (gliceraldehído y dihidroxicetona) y encontramos estereoisómeros, que son aquellos que tienen en apariencia misma fórmula molecular pero diferentes características y diferente disposición de átomos. Dentro de estos encontramos los enantiómeros y los epímeros. Los enantiómeros son aquellos que son imágenes especulares uno del otro, es decir, que si los pones enfrente uno del otro coinciden en todos sus puntos. Estos pueden tener forma D o L (para ello has de fijarte en el grupo OH del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo, si está a la derecha será D y si está a la izquierda será L). Después, los epímeros son aquellos que no son imágenes especulares y no coinciden al enfrentarlos.
Los monosacáridos contienen isomería óptica. Si tu pones sobre ellos una lente y haces pasar a través de esta un haz de luz polarizada, son capaces de desviar la luz hacia la derecha o hacia la izquierda. Si es hacia la derecha serán dextrogiros, y si es hacia la izquierda, serán levogiros. NO tiene nada que ver que sean levogiros con que sean L o dextrogiros con que sean D. Pueden ser dextrogiros y ser L y viceversa.
Los monosacáridos pueden representarse en estructura de fisher (cadena lineal simple) o como proyección de Haworth (monosacárido en forma de ciclo). Dentro de la proyección de haworth es importante mencionar el término ‘’carbono anomérico’’, que es, como en la estructura de Fisher el carbono asimétrico, el que dicta si la molécula tiene forma alfa o beta (en lugar de si es D o L). Después, dependiendo del número de carbonos que tiene el ciclo, será Pirano (seis carbonos) o Furano (cinco carbonos).
En cuanto al grupo de los ósidos, más concretamente los holósidos, los oligosacáridos, son holósidos formados por entre dos a diez monosacáridos, unidos entre ellos mediante enlaces O-glucosídico. Ese enlace O-glucosídico puede ser monocarbonílico (si el enlace se produce entre el carbono carbonílico del primer monosacárido y un carbono no carbonílico del segundo monosacárido, lo que quiere decir que tienen carácter reductor) o dicarbonílico (cuando el enlace se produce entre los carbonos carbonílicos de ambos monosacáridos, lo que quiere decir que no tienen poder reductor). Algunos ejemplos de oligosacaridos que realizan el tipo de enlace O-glucosídico monocarbonílico son la maltosa, la lactosa y la celoviosa y que realizan enlace O-glucosídico dicarbonílico la sacarosa. Estos ejemplos mencionados forman parte de un grupo a destacar dentro de los oligosacáridos: los disacáridos. Están formados por dos monosacáridos y tienen las mismas propiedades físicas y químicas que los monosacáridos (todos son reductores excepto la sacarosa).
Otro enlace del que podemos hablar es el enlace N-glucosídico, que es aquel que se forma entre un -OH de un glúcido y un compuesto aminado formando así aminoazúcares.
Centrándonos en los polisacáridos, son aquellos ósidos pertenecientes al grupo de los holósidos que están formados por más de diez monosacáridos. Tienen una serie de propiedades físicas y químicas: son sólidos amorfos, son insolubles (celulosa) o se presentan formando dispersiones coloidales (almidón), no son dulces y no tienen poder reductor. Dentro de este grupo se hace una subclasificación:
Homopolisacáridos: aquellos que están formados únicamente por un tipo de monosacárido. El almidón (función energética en las plantas), la celulosa (función estructural en las plantas), el glucógeno (función energética en los animales) y la quitina (función estructural en los insectos) están dentro de este grupo, formados únicamente por glucosa. Como se observa en el esquema, hay escrito al lado de cada uno alfa o beta. En los que tiene función de reserva de energía realizan enlaces alfa, porque estos tienen una resistencia baja; son enlaces frágiles, mientras que los que tienen función estructural realizan enlaces beta, que son enlaces con gran resistencia; muy fuertes.
Heteropolisacáridos: aquellos que están formados por diferentes tipos de monosacáridos. Las pectinas (provenientes de un derivado de la lactosa), la hemicelulosa (que se encuentran en la pared celular de los vegetales) y el Agar-Agar (extraídos de las algas rojas) forman parte de este grupo.
Para completar la explicación de cada una de las partes que completan la clasificación, vamos a hablar de los heterósidos. Son aquellos glúcidos que buscan la diversidad, y por ello, se unen a otro tipo de moléculas orgánicas. Algunos ejemplos son: las glucoproteínas (formados en gran cantidad por proteínas y en un 5-40% por glúcidos), los glucolípidos (presentes en la membrana celular como receptores de membrana), los peptidoglucanos (forman parte de las paredes bacterianas) y los proteoglucanos (formados en un 80% por glúcidos y en muy poquita proporción por proteínas).
Es muy importante tener en cuenta cuáles con las funciones principales de los glúcidos:
Energética ( como el almidón y el glucógeno)
Estructural (como la celulosa, quitina, los polímeros de ribosa y la desoxiribosa de ácidos nucléicos)
Funciones específicas (antibiótico, vitaminas, anticoagulante, hormonal o enzimática)
Especificidad en la membrana. Dejar pasar o salir a ciertas sustancias del interior o al interior de la membrana (glucolípidos y glucoproteínas)
Principios activos en plantas (expectorante y antiinflamatorio, cardiotónicos)
Fuente: Foto propia.
Seguidamente os dejo justo aquí debajo unas fotos sobre una serie de preguntas de repaso de los glúcidos, el agua, las sales minerales y los bioelementos realizadas por mi. Si queréis saber información sobre el agua, las sales o los bioelementos, ves a los anteriores posts de mi blog y échales un vistazo.
Espero que hayáis aprendido mucho en el post de hoy. ¡Hasta pronto, ciberbiólogos!
Preguntas misión 3 glúcidos:
1) La D-glucosa es una aldohexosa.
Explica:
a) ¿Qué significa ese término?
El término aldohexosas quiere decir que la D-glucosa es aldosa porque su grupo funcional es un aldehido y es un monosacárido compuesto por seis carbonos. Esa D hace referencia a dónde se encuentra el grupo OH que va unido al carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo. Como se encuentra en la derecha, es D y si se situara a la izquierda, sería L.
b) ¿Qué importancia biológica tiene la glucosa?
Es la principal fuente de energía de los seres vivos. También tiene función estructural, especificidad en la membrana por los receptores de membrana y se encuentra en plantas medicinales, así como tiene en ocasiones función de reserva de energías, como el almidón y el glucógeno.
c) ¿Qué diferencia existe entre la D-glucosa y la L-glucosa, y entre la α y la β D- glucopiranosa?
La diferencia que existe entre D-glucosa y L-glucosa es que en la forma D el grupo hidroxilo del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo se encuentra a la derecha y en la forma L está a la izquierda.
En cuanto a las formas α y β D-glucopiranosa, en la forma α el grupo hidroxilo del carbono anomérico se encuentra hacia abajo mientras que en la forma β lo encontramos hacia arriba
2) Dentro de un grupo de biomoléculas orgánicas se puede establecer la clasificación de:
monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Homopolisacáridos y heteropolisacáridos
Función energética (reserva) y función estructural.
a) cita un ejemplo diferente para cada uno de los tipos diferenciados en la clasificación 1, 2 y 3 (total 7 moléculas).
Monosacárido: glucosa
En cuanto a oligosacáridos: la sacarosa.
El almidón es un tipo de polisacárido formado por miles de glucosas.
Las pectinas son un tipo de polisacárido heteropolisacárido
La quitina es un polisacárido homopolisacárido
El glucógeno es un polisacárido que tiene función energética (de reserva de energía).
La celulosa, polisacárido que tiene función estructural en las plantas.
b) ¿En base a qué criterio se establece la clasificación número 2 ?
El criterio que utiliza la clasificación número dos es de composición. Los homopolisacáridos son aquellos polisacáridos que están compuestos por el mismo tipo de monosacáridos, es decir, únicamente de glucosa, mientras que los heteropolisacáridos son polisacáridos compuestos por diferentes tipos de monosacáridos, no sólo glucosa.
3) En relación a los glúcidos:
a) Indica cuál de los siguientes compuestos son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: sacarosa, fructosa, almidón, lactosa, celulosa y glucógeno.
Monosacáridos: fructosa
Disacáridos: sacarosa, lactosa
Polisacáridos: celulosa, almidón, glucógeno
b) Indica en qué tipo de organismos se encuentran los polisacáridos indicados en el apartado anterior.
La celulosa y el almidón se encuentran en las células vegetales (plantas) y el glucógeno en las células animales (seres vivos)
c) Indica cuál es la función principal de los polisacáridos indicados en el apartado a).
La celulosa tiene función estructural en las células vegetales, el almidón tiene función energética, es decir, de reserva de energías en las células vegetales y el glucógeno tiene función de reserva de energías como el almidón pero en las células animales, en los seres vivos.
d) Cita un monosacárido que conozcas y que no se encuentre en la relación incluida en el apartado a)
La D-Ribosa
4) Realiza todos los pasos de la ciclación de una D-galactosa hasta llegar a una α-D- galactopiranosa.
Fuente: imagen propia.
5) Dibuja un epímero de la L-ribosa y su enantiómero.
Fuente: imagen propia.
Preguntas PAU: repaso bioelementos, agua sales minerales y glúcidos:
Repaso bioelementos, agua, sales minerales y glúcidos
Ejercicio 1:
Bloque I. Base molecular y físico-química de la vida
Explica qué son los bioelementos primarios, los bioelementos secundarios y los oligoelementos, dando cuatro ejemplos de cada uno de ellos
Los bioelementos primarios son los elementos más abundantes en el organismo de los seres vivos. Forman concretamente, un 96,2% de nuestro cuerpo y algunos de ellos son el carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.
Los bioelementos secundarios son elementos que forman parte de nuestro organismo pero en mucha menor proporción que los primarios, concretamente forman un 3,8% de nuestro cuerpo. Se clasifican en dos grupos: los indispensables, que son aquellos que necesitamos en nuestro organismo sí o sí para que todo funcione correctamente como son el sodio, el potasio y el magnesio entre otros, y los variables, que pueden estar o no, como es el caso del bromo o el titanio. Los oligoelementos son aquellos elementos que se encuentran en un porcentaje menor a 0,1 en nuestro organismo, pero que su falta podría conllevar la alteración de procesos del organismo. Un ejemplo de oligoelementos es el flúor o el zinc.
2. Define qué es una solución tampón o amortiguadora. Indica por qué es importante para los seres vivos el mantenimiento del ph.
Una solución tampón o amortiguadora es aquella encargada de mantener el pH de nuestro cuerpo constante mediante la adición de ácidos o bases al medio. Existen dos tipos de soluciones tampón: el tampón fosfato y el tampón bicarbonato.
Es importante mantener constante el pH para el buen mantenimiento y funcionamiento de nuestro organismo, por eso no debe ser un pH ni muy ácido ni muy básico, sino mantenerse en torno al valor siete (pH neutro)
3. Explica brevemente:
a) ¿Qué diferencia hay estructural hay entre una aldosa y una cetosa?
La diferencia estructural que existe entre la aldosa y la cetosa es que la aldosa contiene un grupo aldehído en el extremo de la cadena y la cetosa contiene un grupo cetona en el segundo carbono de la cadena.
b) Relaciona los conceptos de carbono asimétrico y esteroisómeros.
El concepto de carbono asimétrico hace referencia a un carbono que está enlazado a cuatro elementos o sustituyentes diferentes entre sí. Los esteroisómeros son aquellas moléculas que presentan moléculas aparentemente iguales, pero que contienen propiedades distintas debido a la diferente disposición espacial de sus molécula, que se debe a la presencia de los definidos carbonos asimétricos.
Ejercicio 2:
Bloque I. Base molecular y físico-química de la vida
La frase ‘’El gliceraldehído es una aldotriosa y la dihidroxicetona es una cetotriosa’’ ¿Es verdadera o falsa? ¿Pueden tener diferentes esteroisómeros estas moléculas? Justifica ambas respuestas.
Es una afirmación verdadera porque el gliceraldehído tiene como grupo funcional un aldehído y es una cadena formada por tres carbonos y la dihidroxicetona tiene como grupo funcional una cetona y es una cadena que está compuesta por tres carbonos también. El gliceraldehído puede tener diferentes esteroisómeros pero la dihidroxicetona no tiene esteroisómeros porque no tiene isomería debido a que carece de carbonos asimétricos.
2. El suero fisiológico que se inyecta por vía intravenosa a los enfermos es isotónico respecto al medio intracelular de los glóbulos rojos. ¿Por qué es importante que sea así? ¿Qué ocurriría si el medio en el que se encuentran los glóbulos rojos fuera hipertónico? ¿Y si fuera hipotónico?
Un medio isotónico es aquel en el que la concentración de soluto es igual tanto para un lado de la membrana como el otro. Es importante que sea isotónico para que no se produzcan alteraciones en el organismo y todo esté estable. En el caso de que el medio en el que se encuentran los glóbulos rojos fuera hipertónico, el agua que se encuentra en el interior de estos debe salir hacia fuera para igualar la concentración de soluto tanto a un lado de la membrana como a otro y eso haría que la célula se arrugase tanto hasta no poder recuperar su forma inicial, y con ello, su función. (Este proceso se denomina crenación.)
Si fuera hipotónico, el agua de este debería entrar al interior del glóbulo rojo para igualar concentraciones, de nuevo, tanto a un lado de la membrana como a otro. Entraría tanta agua que el glóbulo rojo se hincharia hasta reventar. (Este proceso es denominado hemólisis.)